随着有机体的生长，其状态会发生变化。在最早阶段，胚胎呈现出几乎液体状的状态，使其细胞能够分裂和扩张。随着它的成熟，它的组织和器官会硬化成最终的形状。在某些物种中，生物体的这种物理状态可以作为其发育阶段甚至总体健康状况的指标。
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现在，麻省理工学院的研究人员发现，组织细胞的排列方式可以作为组织“阶段”的指纹。他们开发了一种方法来解码组织中细胞的图像，以快速确定组织是否更像固体、液体，甚至是气体。他们的研究结果最近发表在《美国国家科学院院刊》 上。
研究小组希望他们的方法（称为“配置指纹识别”）能够帮助科学家追踪胚胎发育过程中的物理变化。更直接地说，他们正在应用他们的方法来研究并最终诊断一种特定类型的组织：肿瘤。
麻省理工学院的研究人员正在分析实验室生长的肿瘤图像和从患者身上活检的肿瘤图像，以确定细胞的指纹，以表明肿瘤是固态、液态还是气态。他们设想有一天，医生可以将肿瘤细胞的图像与细胞指纹进行匹配，以快速确定肿瘤的阶段，并最终确定癌症的进展。
麻省理工学院机械工程系副教授郭明说：“我们的方法将非常容易地诊断癌症的状态，只需检查活检中细胞的位置。” “我们希望通过简单地观察细胞的位置，医生可以直接确定肿瘤是否非常坚固，意味着它还不能转移，或者它是否更具流动性，患者处于危险之中。”
在完美的固体中，材料的各个组成部分排列成有序的晶格，就像晶体立方体中的原子一样。如果你切下一块水晶并将其放在桌子上，你会发现原子的排列方式可以将它们连接成重复三角形的图案。在完美的固体中，由于原子之间的间距完全相同，因此连接它们的三角形通常是等边的。
郭明将这一结构视为完美实体结构的模板，并认为它可以为更实用、不太完美的实体组织和肿瘤细胞配置提供参考。
“真正的组织从来都不是完全有序的，”郭明说。 “他们大多是无组织的。然而，它们的混乱程度仍然存在细微的差别。 '
按照这个想法，该团队从各种类型组织的图像开始，并使用软件来绘制组织细胞之间的三角形连接。与完美立体中的等边三角形相比，这些图产生了各种形状和大小的三角形，表明细胞具有一定的空间顺序（和无序）。
对于图像中的每个三角形，他们测量了两个关键参数：体积阶，或三角形内的空间，以及剪切阶，或三角形形状与等边的距离。第一个参数表示材料的密度波动，而第二个参数描述材料变形的容易程度。他们发现这两个参数足以描述组织的行为是否更像固体、液体或气体。
“我们直接计算这两个参数的精确值，将它们与完美固体的参数进行比较，并使用这些精确值作为我们的指纹，”郭明解释道。
